用于调光调色智能灯具的短路保护电路、短路保护系统的制作方法

本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于调光调色智能灯具的短路保护电路、短路保护系统。

背景技术：

众所周知，现有调光调色智能灯具性价比较高的电源方案为双mos切换。但是，目前该方案的短路保护功能存在缺陷，长时间短路会出现温升异常，甚至元件损坏，最后导致短路保护失效，甚至造成产品功能失效。

因此，现有的用于调光调色的智能灯具的短路保护技术存在着长时间短路会出现温升异常，甚至元件损坏，最后导致短路保护失效的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于调光调色智能灯具的短路保护电路、短路保护系统，旨在解决现有的用于调光调色的智能灯具的短路保护技术存在着长时间短路会出现温升异常，甚至元件损坏，最后导致短路保护失效的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路，包括：

与市电连接，用于对所述市电输出的电源信号进行电压变换后，输出预设电压信号的变压模块；

与所述变压模块连接，用于接收所述预设电压信号，并产生控制信号的主控模块；

与所述主控模块连接，用于根据所述控制信号，切换对应的供电回路，以驱动发光模组工作并进行调光调色的切换模块；以及

与所述主控模块及所述切换模块连接，用于检测到出现短路现象时，控制所述主控模块在每隔预设时间段内不工作，并对所述发光模组进行短路保护的短路保护模块。

本申请实施例的第二方面提供了一种用于调光调色的智能灯具的短路保护系统，包括：

如上述所述的短路保护电路；和

市电，用于对所述短路保护电路提供电源信号。

上述一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路、短路保护系统，包括变压模块、主控模块、切换模块以及短路保护模块，通过变压模块对市电输出的电源信号进行电压变换后，输出预设电压信号给主控模块供电，以使主控模块工作并产生控制信号；接着切换模块根据所述控制信号，切换对应的供电回路，以驱动发光模组工作并进行调光调色；并且采用短路保护模块检测到出现短路现象时，控制所述主控模块在每隔预设时间段内不工作，并对所述发光模组进行短路保护。由此实现了当出现短路现象时，切断主控模块使其在每隔预设时间段内不工作，并对发光模组进行短路保护，避免元件损坏，以起到对智能灯具进行保护的作用，解决了现有的用于调光调色的智能灯具的短路保护技术存在着长时间短路会出现温升异常，甚至元件损坏，最后导致短路保护失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的模块结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的示例电路图；

图3为本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的示例电路图；

图4为本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路中短路保护模块的示例电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路，包括变压模块101、主控模块102、切换模块103以及短路保护模块104。

变压模块101与市电10连接，用于对市电10输出的电源信号进行电压变换后，输出预设电压信号。

具体地，变压模块101只有在接入市电10时才工作，起到电压变换的作用，包括升压处理和降压处理，用于对市电10输出的电源信号进行电压变换，以输出预设电压信号对主控模块102进行供电使其工作。电压变换后的预设电压信号的电压值对应于主控模块102的工作电压，当主控模块102接收到该预设电压信号时，则主控模块102处于正常工作状态。其中，预设电压信号可根据实际需求进行设定。

主控模块102与变压模块101连接，用于接收预设电压信号，并产生控制信号。

具体地，主控模块102接收到该预设电压信号后进行工作，并产生控制信号。控制信号的方式包括但不限于脉冲信号、正弦波信号以及方波信号。主控模块102输出的控制信号用于控制切换模块103的工作。

切换模块103与主控模块102连接，用于根据所述控制信号，切换对应的供电回路，以驱动发光模组20工作并进行调光调色。

具体地，切换模块103中包括至少两路供电回路，并且每路供电回路的连接方式可根据实际需要进行设置，只要能达到每路供电回路均能驱动发光模组20即可。因此，切换模块103根据主控模块102输出的控制模块，切换到对应的供电回路，驱动发光模组20进行工作，也即是使发光模组20进行发光；同时，还可对发光模组的光照亮度和发光色彩进行调节，以达到预期的效果，提升用户体验感。

短路保护模块104与主控模块102及切换模块103连接，用于检测到出现短路现象时，控制主控模块102在每隔预设时间段内不工作，并对发光模组20进行短路保护。

具体地，设置了短路保护模块104，是对整体电路进行短路保护，也即是对供电系统中不等电位的导体在电气上短接产生的短路故障进行的保护。当检测到出现短路现象时，控制主控模块102在每隔预设时间段内不工作，例如：当检测到短路现象开始计时，每隔10ms之后，则控制主控模块102会有2s的时间是不处于工作状态的，这样使得主控模块102会有足够的时间空隙可以散热，避免出现短路对元件的损坏。并且，对发光模组20进行短路保护，起到对整体智能灯具进行保护的作用。

图2示出了本申请另一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为一种可选的实施方式，上述短路保护电路还可包括：过流保护模块105，过流保护模块105与市电10连接，用于对市电10输出的电源信号进行过电流保护。

具体地，上述过流保护模块105对市电10输出的电源信号进行过电流保护，是指当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过短路保护电路中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或熔断器件被熔断，以对整个短路保护电路进行保护。

作为一种可选的实施方式，上述短路保护电路还可包括：整流模块106，整流模块106与过流保护模块105连接，用于对过电流保护后的所述电源信号进行整流处理。

具体地，由于市电10输出的电源信号为交流电信号，整流模块106将该交流电信号进行整流处理后，输出预设电压值的直流电信号，该预设电压值可根据具体情况进行设定。

作为一种可选的实施方式，上述短路保护电路还可包括：滤波模块107，滤波模块107与整流模块106及变压模块101连接，用于对整流处理后的所述电源信号进行滤波，输出优化信号至变压模块101。

具体地，滤波模块107对上述预设电压值的直流电信号中特定波段频率的信号进行滤除，以抑制和防止干扰，并输出优化信号至变压模块101。

图3示出了本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为一种可选的实施方式，上述变压模块包括第一电容c1、第十六电容c16、第十七电容c17、电解电容ec1、第十一二极管d11、第十二二极管d12、第三十三电阻r33、第三十四电阻r34、第四十二电阻r42、第四十四电阻r44、第四十八电阻r48、第五十电阻r50、第五十一电阻r51、第四电感l4、信号处理芯片u2以及变压芯片u4；

第十一二极管d12的阳极作为变压模块101的输入端，第十一二极管d12的阴极与第十七电容c17的第一端以及第三十四电阻r34的第一端共接并与信号处理芯片u2的受控端lx连接，第三十四电阻r34的第二端接第四十八电阻r48的第一端，第四十八电阻r48的第二端与第十六电容c16的第一端接信号处理芯片u2的输入端vin，第四十二电阻r42的第一端与第四十四电阻r44的第一端接信号处理芯片u2的开关端zcs，第五十电阻r50的第一端接信号处理芯片u2的设置端iset，第四十二电阻r42的第二端、第十六电容c16的第二端、第五十电阻r50的第二端、第十二二极管d12的阴极以及第四电感l4的第一端共接，第四十四电阻r44的第二端接第五十一电阻r51的第一端，第五十一电阻r51的第二端、第四电感l4的第二端、第三十三电阻r33的第一端、电解电容ec1的第一端以及变压芯片u4的输出端out共接，第十七电容c17的第二端、第十二二极管d12的阳极、第三十三电阻r33的第二端、电解电容ec1的第二端以及第一电容c1的第一端接地，变压芯片u4的输入端与第一电容c1的第二端接主控模块102。

作为一种可选的实施方式，上述主控模块102包括第一电阻r1、第三电阻r3、第五电阻r5、第七电阻r7、第八电阻r8、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十九电阻r19、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十六电阻r36、第三十九电阻r39、第四十三电阻r43、第四十六电阻r46、第二电容c2、第八电容c8、第十电容c10、第十一电容c11、第十二电容c12、第十三电容c13、第十五电容c15、第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20、变压器t1、第一开关管q1、第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7、第十五开关管q15、快恢复二极管zr1、稳压二极管zd1、第二二极管d2、第七二极管d7、第八二极管d8、第十三二极管d13以及电感线圈lf5；

第五电阻r5的第一端、第三电阻r3的第一端以及第二电容c2的第一端接变压器t1的初级线圈的输入端，第五电阻r5的第二端接第七电阻r7的第一端，第七电阻r7的第二端、第八二极管d8的阴极、第八电容c8的第一端以及第十五电阻r15的第一端共接，第三电阻r3的第二端与第二电容c2的第二端以及第八电阻r8的第一端共接，第八电阻r8的第二端接第十三二极管d13的阴极，第十三二极管d13的阳极与第五开关管q5的输出端接变压器t1的初级线圈的输出端，第八二极管d8的阳极接第一开关管q1的输出端，第一开关管q1的输入端、第七二极管d7的阴极、第十一电阻r11的第一端以及第十一电容c11的第一端共接，第一开关管q1的受控端与第十一电阻r11的第二端以及快恢复二极管zr1的阴极共接，第十一电容c11的第二端与快恢复二极管zr1的阳极接地，第七二极管d7的阳极接第十二电阻r12的第一端，第十二电阻r12的第二端与第十九电阻r19的第一端接变压器t1的第二次级线圈，第十九电阻的第二端与第二十二电阻r22的第一端接主控芯片u1的开关端zcs，第二十二电阻r22的第二端与第八电容c8的第二端以及第十电容c10的第一端接地，第十电容c10的第二端接第十六电阻r16的第一端，第十六电阻r16的第二端接主控芯片u1的串口端com，第十五电阻r15的第二端与第十七电阻r17的第一端以及第一电阻r1的第一端接主控芯片u1的驱动端pwm，第十二电容c12的第一端接主控芯片u1的模拟端adin，第十二电容c12的第二端与第一电阻r1的第二端接地，第三十六电阻r36的第一端接主控芯片u1的输入端vin，第三十六电阻r36的第二端接第六开关管q6的输入端，第二十一电阻r21的第一端接主控芯片u1的控制端drive，第二十一电阻r21的第二端与第六开关管q6的受控端以及第七开关管q7的受控端共接，第六开关管q6的输出端、第七开关管q7的输入端、第二十三电阻r23的第一端以及第五开关管q5的受控端共接，第二十四电阻r24的第一端接主控芯片u1的感应端isense，第二十四电阻r24的第二端、第七开关管q7的输出端、第二十三电阻r23的第二端、第二十五电阻r25的第一端以及第五开关管q5的输入端共接，第二十五电阻r25的第二端接地，第四十三电阻r43的第一端接变压模块101，第四十三电阻r43的第二端接第十五开关管q15的输入端，第十五开关管q15的受控端与稳压二极管zd1的阳极以及第十三电容c13的第一端共接，稳压二极管zd1的阴极、第三十九电阻r39的第一端、第十九电容c19的第一端以及第三十一电阻r31的第一端共接，第三十一电阻r31的第二端接第三十电阻r30，第十九电容c19的第二端、第三十九电阻r39的第二端、第十三电容c13的第二端以及第十五开关管q15的输出端接地，第十五电容c15的第一端与第二二极管d2的阳极接变压器t1的第一次级线圈，第十五电容c15的第二端接第四十六电阻r46的第一端，第四十六电阻r46的第二端与第二二极管d2的阴极接电感线圈lf5的第一输入端，第二十电容c20的第一端与第十电阻r10的第一端以及第十八电容c18的第一端接电感线圈lf5的第二输入端，第二十电容c20的第二端与第十电阻r10的第二端以及第十八电容c18的第二端接地，电感线圈lf5的输出端接切换模块103。

作为一种可选的实施方式，上述切换模块103包括第二开关管q2、第八开关管q8、第九开关管q9、第十一开关管q11、第十二开关管q12、第十三开关管q13、第六电阻r6、第九电阻r9、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第四十七电阻r47、第四十九电阻r49以及第九二极管d9；

第六电阻r6的第一端与第九电阻r9的第一端接发光模组20，第六电阻r6的第二端、第四十七电阻r47的第一端、第九开关管q9的输入端以及第十三电阻r13的第一端共接，第四十七电阻r47的第二端与第九开关管q9的受控端以及第八开关管q8的受控端共接，第九开关管q9的输出端与第八开关管q8的输入端以及第十一开关管q11的受控端共接，第十三电阻r13的第二端、第十一开关管q11的输入端、第十四电阻r14的第一端、第二开关管q2的输入端、第八开关管q8的输出端以及第十三开关管q13的输出端接地，第九电阻r19的第二端、第九二极管d9的阳极、第十四电阻r14的第二端、第四十九电阻r49的第一端以及第十二开关管q12的输入端，第九二极管d9的阴极接第十一开关管q11的输出端，第二开关管q2的受控端与第十二开关管q12的输出端以及第十三开关管q13的输入端共接，第四十九电阻r49的第二端与第十二开关管q12的受控端以及第十三开关管q13的受控端共接。

作为一种可选的实施方式，上述过流保护模块105采用熔断器fr1实现。

作为一种可选的实施方式，上述整流模块106采用整流桥bd1实现，可以为半桥整流，也可以为全桥整流。

作为一种可选的实施方式，上述滤波模块107包括第一电感l1、第二电阻r2、第三电容c3、第四电容以及第十五二极管d15；

第十五二极管d15的阳极接整流模块106，第十五二极管d15的阴极、第一电感l1的第一端、第二电阻r2的第一端以及第三电容c3的第一端共接，第一电感l1的第二端与第二电阻r2的第二端以及第四电容c4的第一端接变压模块101，第三电容c3的第二端与第四电容c4的第二端接地。

图4示出了本申请一实施例提供的一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路中短路保护模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为一种可选的实施方式，上述短路保护模块104包括第三开关管q3、第二十电阻r20、第二十九电阻r29、第五十三电阻r53、第五十五电阻r55、第五十六电阻r56、第五十七电阻r57、第五十八电阻r58、第十八二极管d18、第十九二极管d19、第二十二极管d20、第七电容c7、第二十四电容c24以及短路保护芯片u5；

第七电容c7的第一端接短路保护芯片u5的电压端vdd、第七电容c7的第二端接地，第三开关管q3的输入端接参考电压，第三开关管q3的受控端与第二十电阻r20的第一端以及第五十八电阻r58的第一端共接，第二十电阻r20的第二端接短路保护芯片u5，第三开关管q3的输出端与第五十八电阻r58的第二端接地，第十九二极管d19的阳极接入门电压信号gat，第十九二极管d19的阴极接第五十三电阻r53的第一端，第五十三电阻r53的第二端接第五十六电阻r56的第一端，第五十六电阻r56的第二端接地，第二十二极管d20的阴极与第二十九电阻r29的第一端以及第五十五电阻r55的第一端接短路保护芯片u5，第二十九电阻r29的第二端与第五十七电阻r57的第一端以及第二十四电容c24的第一端共接，第五十七电阻r57的第二端接第十八二极管d18，第二十二极管d20的阳极与第五十五电阻r55的第二端以及第二十四电容c24的第二端接地。

具体地，上述开关管均可包括三极管或者场效应管；

三极管的基极、集电极以及发射极分别对应开关管的受控端、输入端以及输出端；

场效应管的栅极、漏极以及源极分别对应开关管的受控端、输入端以及输出端。

本申请还提供了一种用于调光调色的智能灯具的短路保护系统，包括：

如上述所述的短路保护电路；和

市电，用于对所述短路保护电路提供电源信号。

需要说明的是，该短路保护系统是在上述短路保护电路的基础上增加了市电，当然，还可包括外壳，以对智能灯具起到电源结构保护和电气对外防护。因此关于短路保护电路中的变压模块101、主控模块102、切换模块103、短路保护模块104、过流保护模块105、整流模块106以及滤波模块107的功能描述及原理说明可参照图1至图4的实施例，此处不再详细赘述。

以下结合图1-图4对上述一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路及短路保护系统的工作原理进行描述：

1、当输出短路时，当检测短路保护芯片u5的pin4(gate电压)为高电平时，开始计时，计时10ms后，再检测短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压，因为输出短路，所以短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压将会小于2v；

当检测到电压小于2v时，短路保护芯片u5的pin2输出高电平，并保持2s后，同时维持输出短路保护芯片u5的pin2为高电平，并继续循环短路保护芯片u5的pin4检测电平。

当短路保护芯片u5的pin2输出高电平时，vcc电压被拉低到0v，这时主控芯片u1因为vcc电压小于正常供电电压，主控芯片u1没有能量输出。这样，整个电源处于低能量安全状态。输出短路功能实现。

2、当开灯时，l、n电压为市电(100～240v)，检测短路保护芯片u5的pin4(gate电压)为高电平时，开始计时，计时10ms后，再检测短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压，因为输出没有短路，输出电压正常，智能灯具的光源正常点亮，所以短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压将会大于2v；

当检测到电压大于2v时，短路保护芯片u5的pin2输出低电平。当短路保护芯片u5的pin2输出低电平时，vcc电压没有被拉低到0v，由此判定vcc电压是处于正常工作状态。这时主控芯片u1因为vcc电压是正常供电电压，主控芯片u1是正常能量输出。这样，整个电源处于正常工作状态。

3、当关灯时，l、n(100～240v)电压会下降，这时做掉电检测短路保护芯片u5的pin3(i/o墙控掉电检测)为高电平。当检测短路保护芯片u5的pin3(i/o墙控掉电检测)为高电平时。短路保护芯片u5的pin2则输出低电平。这样下一次开灯时，确保vcc不会被拉低到0v，从而确保能够下一次开灯是处于正常开灯状态。

4、当遥控器关灯时，智能灯具处于待机状态，当检测短路保护芯片u5的pin4(gate电压)高电平时，开始计时，计时10ms后，再检测短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压，因为输出空载，能量很快耗尽，所以短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压在能量耗尽时将会小于2v；

当检测到电压小于2v时，短路保护芯片u5的pin2输出高电平，并保持2s后，同时维持输出短路保护芯片u5的pin2为高电平，并继续循环短路保护芯片u5的pin4检测电平。

当短路保护芯片u5的pin2输出高电平时，vcc电压被拉低到0v，这时主控芯片u1因为vcc电压小于正常供电电压，主控芯片u1没有能量输出。这样，整个电源空载时，处于低能量安全状态。

5、当遥控器唤醒开灯时，检测短路保护芯片u5的pin5(遥控器调光信号接口)是否由低电平转为高电平或pwm电平；

如果短路保护芯片u5的pin5(遥控器调光信号接口)是由低电平转为高电平或pwm电平，则使短路保护芯片u5的pin2输出低电平,并开始检测短路保护芯片u5的pin4(gate电压)，当短路保护芯片u5的pin4(gate电压)出现高电平，计时10ms；

在10ms后，开始检测检测短路保护芯片u5的pin6(辅助绕组电压)电压是否高于2v；如果高于2v，使短路保护芯片u5的pin2输出低电平。vcc没有被拉低，这时vcc处于正常工作状态，实现遥控器唤醒开灯。

通过上述的方式实现了对智能灯具进行了短路保护的效果。

综上所述，本申请实施例中的上述一种用于调光调色的智能灯具的短路保护电路、短路保护系统，包括变压模块、主控模块、切换模块以及短路保护模块，通过变压模块对市电输出的电源信号进行电压变换后，输出预设电压信号给主控模块供电，以使主控模块工作并产生控制信号；接着切换模块根据所述控制信号，切换对应的供电回路，以驱动发光模组工作并进行调光调色；并且采用短路保护模块检测到出现短路现象时，控制所述主控模块在每隔预设时间段内不工作，并对所述发光模组进行短路保护。由此实现了当出现短路现象时，切断主控模块使其在每隔预设时间段内不工作，并对发光模组进行短路保护，避免元件损坏，以起到对智能灯具进行保护的作用，解决了现有的用于调光调色的智能灯具的短路保护技术存在着长时间短路会出现温升异常，甚至元件损坏，最后导致短路保护失效的问题。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在…之上、在…之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。